Orion: spazio ai payload secondari

Il logo di AstronautiNEWS. credit: Riccardo Rossi/ISAA
Il logo di AstronautiNEWS. credit: Riccardo Rossi/ISAA

Con la progettazione sempre più in dettaglio dei sistemi e delle possibilità della nuova capsula cominciano anche a venire alla luce tutte quelle possibilità secondarie che offriranno valore aggiunto alle funzionalità di base del sistema complessivo.
Fra queste possibilità c'è quella di ospitare diversi tipi di payload secondari su Orion, sia per le missioni verso la ISS che quelle verso la Luna. Durante il programma Apollo e soprattutto Shuttle, una delle cose che più hanno riscosso successo erano le missioni secondarie ospitate dalla NASA e realizzate da istituti di ricerca, università o enti governativi, con un accesso allo spazio a basso costo, rapido e di routine come payload secondari delle missioni.
Con questa necessità si è deciso di mantenere intatta questa opportunità anche con il nuovo sistema spaziale potendo ospitare anch'esso missioni d'opportunità per chi ne facesse richiesta.
Requisito principe per questo tipo di payload, come già per shuttle e Apollo, è avere la minima o nessuna necessità di intervento diretto dell'uomo durante la missione e nessun impatto nella realizzazione della missione primaria.
Nella definizione di questo tipo di opportunità in relazione alla progettazione della capsula l'impatto dovrà essere minimo con la definizione di un peso, un volume, una potenza disponibile, una connessione dati, un carico termico, una durata, dei carichi strutturali e acustici ben definiti.

Per quanto riguarda la gestione di questo tipo di payload durante la missione avverrà al Goddard Space Flight Center con compiti divisi fra Mission Operation Center e Science Operation Center in affiancamento al MCC al JSC che seguirà la missione principale.
I possibili periodi di missioni utilizzabili per gli esperimenti sono in pratica tutti, dal lancio alla separazione del SM dalla Capsula e riguardano sia le missioni in orbita terrestre sia quelle lunari.
Per quanto riguarda la disponibilità dell'alloggiamento durante le missioni verso la ISS si darà ovviamente precedenza ai ricambi necessari per la Stazione, se non ce ne saranno lo spazio verrà utilizzato per esperimenti scientifici.
Per il dimensionamento dello spazio disponibile è stato preso come "payload tipo" un classico ricambio per la Stazione, ovvero un giroscopio CMG sostituito già varie volte. Sarà così possibile portare in LEO come payload secondari carichi fino a 600kg, da 2.92m3, che necessitano al massimo di 1kw di potenza, con una connessione dati da 30Mbps e controllo termico passivo.
Per quanto riguarda le missioni verso la ISS il payload sarà movimentato con il SSRMS Canadese una volta che Orion sarà agganciato alla Stazione e si potrà trattare come già detto di ricambi, ma anche di esperimenti scientifici esterni per Columbus o Kibo. Altri profili di missione prevedono il rilascio in orbita di esperimenti autonomi come oggi avviene con lo shuttle attraverso un sistema ad espulsione (che dovrà essere compreso nei 600kg) oppure una permanenza in maniera solidale al SM dell'esperimento per tutta la durata della missione.

La stessa possibilità sarà prevista per le missioni verso la Luna, con specifiche però diverse e portate dal diverso profilo di missione, nonchè dalla posizione disponibile, specialmente con il volume di dati da trasmettere, limitato a 16Mbps in uplink e 250Mbps in download con 22Tbit trasmissibili massimi al giorno.
Per questo tipo di missione si prevede di installare una SIM Bay, come quelle utilizzate nel programma Apollo alloggiate in posizione diversa rispetto allo spazio adibito ai payload secondari delle missioni in LEO.
Per quanto riguarda il peso massimo in questo caso sarà di 384kg e 0.54m3 di volume (sempre con 1kw di potenza disponibile) e come per il precedente profilo di missione saranno possibili payload da rilasciare in qualsiasi momento della missione oppure payload da mantenere con il SM per tutta la durata.

Opportunità come queste, per payload secondari saranno probabilmente disponibili, per le missioni lunari, anche su Altair e sull'Earth Departure Stage.

Altri limiti per ora definiti riguardano la consegna e l'integrazione con il SM, rispettivamente 5 e 4 mesi prima del lancio.

Nelle immagini:
– l'alloggiamento della "stiva" disponibile
– la SIM BAY disponibile per le missioni lunari
– l'ingombro di un eventuale giroscopio per la ISS
– un possibile sistema di espulsione installato nella zona adibita

Alberto Zampieron

Appassionato di spazio da sempre e laureato in ingegneria aerospaziale al Politecnico di Torino, è stato socio fondatore di ISAA. Collabora con Astronautinews sin dalla fondazione e attualmente coordina le attività fra gli articolisti.